Люди обладают замечательной способностью приспосабливаться к окружающей их среде и к своему ближайшему окружению. Из всех видов энергии, которую люди могут использовать, свет является самой важной. Свет - это ключевой элемент нашей способности видеть, так как нам необходимо оценивать форму, цвет и перспективу предметов, окружающих нас в повседневной жизни. Большую часть информации, которую мы получаем через наши органы чувств, поступает к нам через свет, примерно 80%.Очень часто, и потому что мы привыкли к тому, что это у нас всегда есть, мы считаем это само собой разумеющимся. Однако мы не должны забывать, что такие элементы человеческого самочувствия как душевное состояние или степень усталости зависят от освещения и цвета окружающих нас предметов. С точки зрения техники безопасности труда зрительная способность и зрительный комфорт чрезвычайно важны. Это объясняется тем, что очень много несчастных случаев происходит, помимо всего прочего, из-за неудовлетворительного освещения или из-за ошибок, сделанных рабочим, потому что ему или ей было трудно распознать тот или иной предмет или осознать степень риска, связанного с обслуживанием станков, транспортных средств, контейнеров с агрессивными веществами и так далее.
Нарушения зрения, связанные с недостатками системы освещения, являются обычным явлением на рабочем месте. Благодаря способности зрения приспосабливаться к недостаточному освещению, к этим моментам иногда не относятся с должной серьезностью.
Правильный дизайн системы освещения должен обеспечивать оптимальные условия для зрительного комфорта. Для достижения этой цели на самом раннем этапе работы должно быть налажено взаимодействие между архитекторами, дизайнерами по освещению и специалистами, отвечающими за производственную гигиену. Такое сотрудничество должно предшествовать началу работы над проектом для того, чтобы не совершить ошибок, которые будет трудно исправить после завершения работы над проектом. Наиболее важными моментами, о которых нужно постоянно помнить, являются следующие: тип лампы, которую нужно использовать и система освещения, которую нужно установить, распределение яркости, эффективность освещенности и спектральный состав света.
Тот факт, что свет и цвет влияют на производительность труда и на психо-физиологическое состояние рабочего, должен стимулировать интерес специалистов по освещению, физиологов и эргономистов к изучению и определению наиболее благоприятных условий света и цвета на каждом рабочем месте. Комбинация освещения, контраст яркостей, цвет света, цветовоспроизведение или выбор цвета являются элементами, определяющими цветовой климат и зрительный комфорт.
Факторы, определяющие зрительный комфорт
Для того чтобы обеспечить условия, необходимые для зрительного комфорта, в системе освещения должны быть реализованы следующие предварительные требования:
· однородное освещение
· оптимальная яркость
· отсутствие бликов
· соответствующая контрастность
· правильная цветовая гамма
· отсутствие стробоскопического эффекта или мерцания света
Важно рассматривать свет на рабочем месте, руководствуясь не только количественными, но и качественными критериями. Первым шагом здесь будет изучение рабочего места, точности, с которой должны выполняться работы, количество работы, степень перемещений рабочего при работе и так далее. Свет должен включать компоненты как рассеянного, так и прямого излучения. Результатом этой комбинации должно стать тенеобразование большей или меньшей интенсивности, которое должно позволить рабочему правильно воспринимать форму и положение предметов на рабочем месте. Раздражающие отражения, которые затрудняют восприятие деталей, должны быть устранены, так же как и чрезмерно яркий свет или глубокие тени.
Большое значение имеет периодическое обслуживание осветительной установки. Его целью является предупреждение старения ламп и концентрации пыли на светильниках, так как это приводит к постоянной потере света. По этой причине важно выбирать лампы и системы освещения с учетом их удобства в обслуживании. Лампа накаливания сохраняет свою эффективность вплоть до своего выхода из строя, однако с люминесцентными лампами дело обстоит иначе, так как их светоотдача может упасть до 75% после тысячи часов работы.
Уровни освещенности
Каждый вид деятельности требует определенного уровня освещенности на том участке, где эта деятельность осуществляется. Обычно, чем сильнее затруднено зрительное восприятие, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Нормы по минимальным уровням освещенности, связанные с выполнением различных работ, опубликованы во многих документах. Конкретно, нормы, перечисленные на рисунке 46.9, были взяты из Европейских норм CENTC 169 и основаны они больше на опыте, чем на научных знаниях.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.9 Уровень освещенности в зависимости от выполняемой работы
--------------------------------------------------------------------------------
Уровень освещенности измеряется при помощи люксметра, преобразующего световую энергию в электрический сигнал, который затем усиливается и легко читается на шкале, проградуированной в люксах. При выборе определенного уровня освещенности для конкретного рабочего места нужно изучить следующие моменты:
· характер работы
· отражательную способность объекта работы и непосредственного окружения
· разницу с освещением естественным светом и необходимость дневного освещения
· возраст рабочего
Единицы и величины освещенности
В области освещенности используется несколько величин. Основными величинами являются:
Световой поток. Световая энергия, излучаемая в единицу времени источником света.
Единица измерения: люмен (лм).
Сила света. Световой поток, излучаемый в заданном направлении неравномерно распределенным светом. Единица измерения: кандела (кд)
Уровень освещенности. Уровень освещенности одного квадратного метра поверхности, на который падает световой поток в один люмен. Единица измерения: 
.
Яркость или фотометрическая яркость. Определяется для поверхности в определенном направлении и является отношением силы света к поверхности, видимой наблюдателем, находящимся в том же направлении (кажущаяся площадь). Единица измерения: 
.
Контрастность. Разница в яркости между объектом и его окружением или между различными частями объекта.
Коэффициент отражения. Пропорция света, отраженного поверхностью. Это безразмерная величина. Ее значения находятся между 0 и 1.
Факторы, влияющие на видимость объектов
Степень безопасности, с которой выполняется работа, в большой степени зависит от качества освещения и от зрительных способностей. Видимость объекта может изменяться во многих направлениях. Одним из важнейших является контрастность яркостей, зависящая от коэффициентов отражения, теней или цветов самого объекта и от коэффициентов отражения цвета. То, что глаз действительно воспринимает, это разница в яркости между объектом и его окружением или между различными частями самого объекта. В таблице 46.6 контрастность между цветами перечислена в убывающем порядке.
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 46.6 Цветовая контрастность
|
Цветовая контрастность в порядке убывания | |
|
Цвет предмета |
Цвет фона |
|
Черный |
Желтый |
|
Зеленый |
Белый |
|
Красный |
Белый |
|
Синий |
Белый |
|
Белый |
Синий |
|
Черный |
Белый |
|
Желтый |
Черный |
|
Белый |
Красный |
|
Белый |
Зеленый |
|
Белый |
Черный |
--------------------------------------------------------------------------------
Яркость объекта, его окружения и рабочей зоны влияет на легкость, с которой видится объект. Поэтому задачей первостепенной важности является тщательный анализ зоны, где выполняется работа.
Размер наблюдаемого объекта, который может быть адекватным или не зависящим от расстояния и угла зрения наблюдателя, является другим фактором. Эти два последних фактора определяют размещение рабочего места, распределяя различные зоны по степени легкости их видения. Мы можем назначить пять зон в районе рабочего места (смотри рисунок 46.10 ).
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.10 Распределение визуальных зон на рабочем месте
Распределение визуальных зон при организации рабочего пространства
Движения при выполнении работы Зрительное усилие
I диапазон Частые движения, подразумевающие Большое зрительное усилие
большие временные затраты
II диапазон Менее частые движения Частое использование зрительного аппарата
III диапазон Требуются меньшие временные затраты Зрительная информация не имеет значения
IV диапазон Случай менее частый, небольшое время Нет зрительного усилия в частности
V диапазон Этого следует избегать Этого следует избегать
--------------------------------------------------------------------------------
Следующим фактором является временной период, в течение которого происходит зрительное восприятие объекта. Время видения будет больше или меньше в зависимости от того, в статическом ли положении находятся наблюдатель и объект или один из них или они оба находятся в движении. Способность глаза приспосабливаться к различному освещению объектов может также оказывать значительное влияние на видимость.
Распределение света; ослепление
Ключевыми факторами в условиях, влияющих на зрение, являются распределение света и контраст яркостей. Что касается распределения света, то предпочтительнее иметь хорошее общее освещение вместо местного, для того, чтобы избежать ослепления. По этой причине, электроприборы должны быть распределены как можно равномернее, чтобы избежать разницы в силе света. Постоянное перемещение в неравномерно освещенных зонах утомляет глаза, и со временем это может привести к ослаблению остроты зрения.
Ослепление происходит, когда в поле зрения находится яркий источник света; результатом его является уменьшение способности различать предметы. Рабочие, которые постоянно подвергаются ослеплению, могут страдать от глазного напряжения, а также и от функциональных расстройств, хотя часто они этого не осознают.
Ослепление может быть прямым, когда оно вызвано нахождением ярких источников света в поле зрения, или отраженным, когда свет отражается от поверхностей с высоким коэффициентом отражения. В явлении ослепления участвуют следующие факторы:
1. Яркость источника света. Максимальная переносимая яркость при прямом наблюдении составляет 7500 кд/м
. На рисунке 46.11 некоторые из приблизительных значений яркости для нескольких источников света.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.11 Приблизительные значения яркости
-------------------------------------------------------------------------------
2. Расположение источника света. Этот вид ослепления случается, когда источник света находится в пределах угла в 45 градусов к линии прямой видимости наблюдателю, и будет сведен до минимума, если источник света будет находиться вне этого угла. Приемы и методы, позволяющие избежать прямого и отраженного ослепления, можно увидеть на следующих рисунках (смотри рисунок 46.12).
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.12 Факторы, влияющие на ослепление
-------------------------------------------------------------------------------
Обычно ослепление происходит чаще, если источники света располагаются на небольших возвышениях или установлены в больших комнатах, так как источники света в больших комнатах или источники света, которые расположены слишком низко, могут легко оказаться в пределах того угла зрения, который вызывает ослепление.
3. Распределение яркости среди различных объектов и поверхностей. Чем больше разница в яркости среди предметов, находящихся в поле зрения, тем сильнее будет ослепление и тем сильнее будет ухудшение способности видеть из-за воздействия на процессы адаптации зрения. Ниже даны максимальные рекомендуемые диспропорции яркости:
· зрительная работа - рабочая поверхность: 3:1
· зрительная работа - окружающая обстановка: 10:1
4. Временной период зрительного восприятия объекта. Даже источники света с низкой яркостью могут вызвать ослепление, если зрительное восприятие продолжалось слишком долго.
Избежать ослепления можно достаточно просто и сделать это можно несколькими способами. Одним из способов, например, является установка сеток под источниками освещения; можно также использовать охватывающие диффузоры или параболические рефлекторы, которые могут направлять свет туда, куда нужно или установить источники света так, чтобы они были вне угла зрения. При обустройстве рабочего места правильное распределение яркости так же важно, как и само освещение, но важно также и осознавать, что слишком равномерное распределение яркости затрудняет трехмерное и пространственное восприятие предметов.
Системы освещения
Недавно возрос интерес к естественному освещению. Это вызвано не столько качеством этого освещения, сколько чувством комфорта, которое оно дает. Но так освещение от естественных источников не является равномерным, требуется использование искусственной системы освещения.
Самыми распространенными системами освещения являются следующие:
Общее равномерное освещение
В этой системе источники света распределены равномерно без учета расположения рабочих мест. Средний уровень освещения должен быть равен уровню освещения, требуемого для выполнения предстоящей работы. Эти системы используются главным образом на участках, где рабочие места не являются стационарными.
Такая система должна соответствовать трем фундаментальным требованиям. Прежде всего, она должна быть оснащена антибликовыми приспособлениями (сетками, диффузорами, рефлекторами и т.д.). Второе требование заключается в том, что часть света должна быть направлена на потолок и на верхнюю часть стен. Третье требование состоит в том, что источники света должны быть установлены как можно выше, чтобы свести ослепление до минимума и сделать освещение как можно более однородным (смотри рисунок 46.13).
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.13 Системы освещения
--------------------------------------------------------------------------------
Местное освещение и общее освещение
Эта система пытается усилить общую схему освещения посредством размещения ламп ближе к рабочим поверхностям. Эти типы ламп часто дают блики, и рефлекторы должны быть расположены таким образом, чтобы они убирали источник света из прямого поля зрения рабочего. Использование местного освещения рекомендуется для такого применения, где визуальные требования очень высокие: такие как уровни освещения порядка 1000 лк или выше. Обычно с возрастом рабочего его зрительная способность уменьшается, что требует увеличения уровня общего освещения, или чтобы оно было усилено местным освещением. Это явление можно уяснить из рисунка 46.14.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.14 Потеря остроты зрения с возрастом
-------------------------------------------------------------------------------
Общее локальное освещение
Этот тип освещения состоит из потолочных источников, размещенных с учетом двух моментов: характеристик осветительного оборудования и потребностей в освещении каждого рабочего места. Этот тип освещения рекомендуется для пространств или рабочих зон, которым необходим высокий уровень освещения, и он требует знания будущего расположения каждого рабочего места перед стадией проектирования.
Цвет: основные понятия
Правильный выбор цвета для рабочего места значительно способствует повышению производительности труда, безопасности и общему самочувствию работников. Отделка поверхностей и оборудования, находящегося в рабочей зоне, точно также способствует созданию приятных зрительных ощущений и приятной рабочей обстановки.
Обычный свет состоит из электромагнитных излучений с различными длинами волн, каждое из которых соответствует определенному диапазону видимого спектра. Смешивая красный, желтый и голубой свет, мы можем получить большинство видимых цветов, включая белый. Наше восприятие цвета предмета зависит от цвета света, которым он освещен и от того, каким образом сам предмет отражает цвет.
Лампы подразделяются на следующие три категории в зависимости от цвета света, который они излучают:
· "теплый" цвет: белый красноватый свет рекомендуется для освещения жилых помещений;
· промежуточный цвет: белый свет рекомендуется для освещения рабочих мест;
· "холодный" цвет: белый голубоватый свет рекомендуется при выполнении работ, требующих высокого уровня освещенности или для жаркого климата.
Цвета также могут классифицироваться как холодный или теплый в зависимости от их тона (смотри рисунок 46.15).
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.15 Тональность “теплых” и “холодных” цветов 
--------------------------------------------------------------------------------
Контраст и температура различных цветов
На цветовой контраст влияет цвет выбранного света, и по этой же причине качество освещения будет зависеть от света, выбранного для освещения конкретного объекта. Выбор цвета света должен быть сделан, исходя из характера работы, которая будет выполняться при этом свете. Если цвет света близок к белому, цветовоспроизведение и рассеивание цвета будут лучше. Чем ближе будет свет к красному концу спектра, тем хуже будет цветовоспроизведение, но окружающая обстановка будет более теплой и более располагающей.
Цветовой тон освещения зависит не только от цвета света, но также и от уровня силы света. Температура цвета связана с различными формами освещения. Чувство удовлетворения при освещении данной окружающей обстановки зависит от этой температуры. В этом смысле, 100-ваттная лампа накаливания, например, имеет цветовую температуру 2800К, люминесцентная лампа имеет цветовую температуру 4000К, а цветовая температура затянутого облаками неба равна 10000К.
Посредством эмпирических наблюдений Крюитхоф составил таблицу комфортного состояния при различных уровнях освещения и цветовой температуры в определенной окружающей обстановке (смотри рисунок 46.16). Таким образом, он показал, что можно чувствовать себя комфортно в определенной обстановке при низких уровнях освещения, если цветовая температура также является низкой: например, если уровень освещения одна кандела, а цветовая температура равна 1750К.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 46.16 Диаграмма комфортности в зависимости от освещенности и цветовых температур
-------------------------------------------------------------------------------
Цвета электрических ламп можно разделить на три группы, в зависимости от их цветовой температуры:
· белый дневного цвета: около 6000К;
· нейтральный белый: около 4000К;
· теплый белый; около 3000К
Сочетание и выбор цветов
Выбор цвета очень актуален, когда мы рассматриваем его в комплексе с таким видом деятельности, где идентификация предметов, с которыми предстоит обращаться, имеет важное значение. Он также важен для разграничения смежных улиц и при выполнении таких работ, где требуется освещение с высокой контрастностью.
Выбор тональности не является таким важным вопросом, как выбор нужных отражающих качеств поверхности. Есть несколько рекомендаций по этому вопросу:
Потолки. Поверхность потолка должна быть как можно белее (с коэффициентом отражения 75%), потому что потом свет будет от него отражаться в рассеянном виде, рассеивая в свою очередь темноту и уменьшая блики от других поверхностей. Это будет также способствовать экономии искусственного освещения.
Стены и потолки. Поверхности стен на уровне глаз могут вызывать ослепление. Бледные цвета с коэффициентом отражения от 50 до 75% более подходят для стен. Хотя глянцевые краски служат дольше матовых, но у них больший коэффициент отражения. Поэтому стены должны быть покрашены матовой или полуглянцевой краской.
Полы. Полы должны быть несколько темнее, чем стены и потолки, для предотвращения бликов. Коэффициент отражения полов должен составлять от 20 до 25%.
Оборудование. Рабочие поверхности, станки и столы должны иметь коэффициент отражения от 20 до 40%. Оборудование должно быть покрыто прочным слоем краски чистого цвета, светло коричневой или серой, который не должен быть блестящим.
Правильный подбор цветов для рабочей обстановки способствует созданию ощущения комфортности, увеличению производительности труда и может положительно сказаться на качестве работы. Он может также способствовать лучшей организации труда и предупреждению несчастных случаев.
Существует распространенное мнение, что покраска стен и потолков в белый цвет и обеспечение соответствующего уровня освещения - это все может быть сделано в части обеспечения зрительного комфорта для работников. Но это показатели комфортности могут быть улучшены путем сочетания белого с другими цветами, что позволит избежать утомляемости и скуки, свойственных монохроматической окружающей обстановке. Цвета могут также оказывать на человека и стимулирующее воздействие: теплые цвета имеют тенденцию к повышению активности и к расслаблению, холодные цвета используются для того, чтобы побудить человека к выделению энергии.
Цвет света, его распределение и цвета, существующие в заданном пространстве, являются, наряду с прочими, ключевыми факторами, влияющими на ощущения человека. Так как существует очень много цветов и факторов комфортности, то здесь нельзя установить точные нормы, особенно с учетом того обстоятельства, что все эти факторы должны использоваться комплексно, в соответствии с характеристиками конкретного рабочего места и предъявляемыми к нему требованиями. Однако здесь можно дать перечень основных и общих правил, которые могут помочь создать благоприятную окружающую обстановку:
· Яркие цвета способствуют возникновению ощущений комфортности, активности и покоя, тогда как темные цвета оказывают гнетущее воздействие.
· Источники света теплых тонов хорошо способствуют воспроизведению теплых цветов. Предметы, окрашенные в теплые тона, более приятны глазу в теплом свете, нежели чем в холодном.
· Чистые и тусклые цвета (как пастельные) очень уместны в качестве фоновых, тогда как собственно объекты должны иметь богатые и насыщенные цвета.
· Теплые цвета возбуждают нервную систему и дают ощущение повышения температуры.
· Холодные цвета предпочтительны для предметов. Они оказывают успокаивающее воздействие и могут использоваться для создания эффекта кривизны. Холодные цвета помогают создать ощущение понижения температуры.
· Если окружающая среда физически холодная или горячая, то ощущение этого можно смягчить, используя соответственно теплое или холодное освещение.
· Посредством цвета можно также повлиять на пространственное восприятие комнаты. Кажется, что комната имеет низкий потолок, если ее стены окрашены в яркий цвет, а пол и потолок темнее и кажется, что у комнаты высокий потолок, если стены темнее, а потолок яркий.
Распознавание предметов при помощи цвета
Подбор цветов может воздействовать на эффективность систем освещения посредством влияния на отражаемую часть света. Но цвет также играет ключевую роль при распознавании предметов. Мы можем использовать яркие и привлекающие внимание цвета или цветовые контрасты для выделения ситуаций или предметов, которые требуют особого внимания. В таблице 47.7 приведены некоторые коэффициенты отражения для различных цветов и материалов.
--------------------------------------------------------------------------------
Таблица 47.7 Коэффициенты отражения различных цветов и материалов, освещенных белым цветом
|
Цвет/материал |
Коэффициент отражения |
|
Белый |
100 |
|
Белая бумага |
80-85 |
|
Слоновой кости, лимонно-желтый |
70-75 |
|
Ярко-желтый, светлой охры, светло-зеленый, пастельно-голубой, светло-розовый, кремовый |
60-65 |
|
Лимонно-зеленый, бледно-серый, розовый, оранжевый, серо-голубой |
50-55 |
|
Светлого дерева, голубого неба |
40-45 |
|
Дуб, сухой бетон |
30-35 |
|
Темно-красный, нежно-зеленый, коричневато-зеленый, ярко-зеленый с желтоватым оттенком |
20-25 |
|
Темно-синий, пурпурный |
10-15 |
|
Черный |
0 |
---------------------------------------------------------------------------------
В любом случае, идентификация посредством цвета должна использоваться только тогда, когда она действительно необходима, так как она будет иметь должный эффект только когда рядом нет слишком большого количества предметов, выделенных цветом. Ниже дается несколько рекомендаций по распознаванию различных элементов при помощи цвета:
· Противопожарное оборудование. Для того чтобы его можно было быстро найти, рекомендуется повесить на ближайшей стене бросающуюся в глаза схему.
· Производственное оборудование. Окраска остановочных или аварийных устройств в яркие цвета является настоятельным требованием. Также рекомендуется помечать краской места, которые нуждаются в смазывании или в периодическом обслуживании, что облегчит выполнение этих процедур и добавит им функциональности.
· Трубопроводы и трубы. Если они имеют важное значение или предназначены для транспортировки опасных веществ, то самым лучшим советом будет покрасить их полностью. В некоторых случаях будет достаточно нанести краской линию по всей их длине.
· Лестницы. Для того чтобы облегчить спуск, предпочтительнее нанести краской на марш одну полосу вместо нескольких.
· Опасности. Обозначить цветом опасность следует лишь там, где опасность существует постоянно. Это обозначение будет более эффективно, если будет сделано в соответствии с заранее установленной условной окраской.